MMM291 MALZEME BİLİMİ

Transkript

1 MMM291 MALZEME BİLİMİ Yrd. Doç. Dr. Ayşe KALEMTAŞ Ofis Saatleri: Perşembe 14:00 16:00 Bursa Teknik Üniversitesi, Doğa Bilimleri, Mimarlık ve Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

2 Seramikler Malzemeler Metaller Polimerler Seramikler Kompozitler Seramik Malzemeler Camlar Kil ürünler Refrakterler Aşındırıcılar Çimento İleri seramikler

3 Seramikler Taş insanoğlu tarafından yoğun olarak kullanılan ve devirlere ismini vermiş bir seramik malzemedir Tarih Öncesi Devirler, o dönem insanlarının kullandıkları araç ve gereçlere göre dönemlere ayrılmıştır. Taş Devrinde insanlar yaptıkları aletlerde malzeme olarak taşı kullanmıştır. Maden Devrinde ise insanlar buldukları madenlerden yararlanarak o dönemlerde ihtiyaç duydukları araçları yapmışlardır. Tarih öncesi devirlerde doğal hammaddeler kullanılmış ve o dönemlerde malzemelerin şekillendirilmesi önemli bir yer tutmuştur. Tarih Öncesi Devirler Taş Devri (M.Ö M.Ö. 5000) --- Kaba Taş --- Yontma Taş --- Cilalı Taş Maden Devri (M.Ö M.Ö. 3200) --- Bakır --- Tunç --- Demir

4 TAŞ DEVRİ Seramikler Flint bıçaklar Flint bir tür kuvarstır ve taş devrinde araç ve silah yapımında en fazla kullanılan malzemedir. Flint ok uçları

5 Seramikler Seramik ve camlar binlerce yıldır kullanıma sahip, oldukça kararlı ve uzun ömürlü malzemelerdir. Günümüzde de yaygın bir kullanım alanına sahiptir. Uzay, havacılık ve elektronik sektörü gibi pek çok kritik uygulamada bu malzemelerin kullanıldığını görmekteyiz. Taş en eski ve en kararlı yapı malzemesidir. Piramitlerin yaklaşık 5000 yıllık bir geçmişe sahip olduğu düşünülmektedir.

6 Seramikler Malzemelerin Tarihsel Gelişimi Metaller Polimer ve elastomerler Seramik ve camlar Hibrit malzemeler Termokimya ve polimer kimyasının gelişmesiyle birlikte renkli bölgelerde sunulmakta olan malzemelerin geliştirilmesi mümkün olmuştur. Taş, bronz ve demir çağlara ismini verecek ölçüde etkili olmuştur tarihte.

7 Seramikler Seramik kelimesi Yunanca «keramikos» kelimesinden gelmektedir. Seramik, en basit tarifiyle, çok yüksek sıcaklıkta pişirilmiş toprak demektir. Seramik malzemeler, metal ve metal olmayan elementler içeren, iyonik ve/veya kovalent bağ ile bağlı, inorganik kristalin malzemeler olarak da ifade edilebilmektedir. Seramiğin tarihi, uygarlık tarihi kadar eskidir. İlk seramiğin Milattan Önce 6000 yılında Anadolu da üretildiği bilinmektedir. Çatalhöyük teki kazılarda elde edilen seramik parçaları, aradan geçen 8000 yıl boyunca bozulmadan, günümüze ulaşmıştır. Bugün arkeologlar için, insanlık tarihi ile ilgili bilgilerin en önemli kaynakları da, seramik buluntularıdır. Binlerce asır bozulmadan günümüze gelen seramikler üzerindeki yazı, resim ve semboller sayesinde, geçmiş uygarlıkların yaşam tarzları ve kültürleri hakkında bilgi edinmek mümkün olmaktadır.

8 Seramikler Seramiklerde bağlanma Çoğunlukla iyonik bağlanma görülür (örneğin CaF2), bazen ise kovalent bağlanma görülür (örneğin SiC). İyonik ve kovalent bağ birlikte de görülebilmektedir. Elektronegatiflikler arasındaki fark arttıkça % iyonik karakter artar CaF2 SiC

9 Malzemelerin Özellikleri Kırılma Davranışı Çok sünek Orta derecede sünek Kırılgan Sünek kırılma tercih edilir Sünek : Kırılma öncesi uyarı verir Kırılgan: Uyarı yok, aniden kırılır %RA : % alansal küçülme % EL : % uzama % RA veya %EL : Büyük Orta Küçük

10 Malzemelerin Özellikleri Kırılma Davranışı Yüksek derecede sünek kırılma davranışı sergileyen malzemelerde kopma noktasına kadar süren bir boyun oluşumu söz konusudur. Çok sünek Orta derecede sünek Kırılgan Orta derecede sünek kırılma davranışı sergileyen malzemelerde kısmi boyun oluşumu meydana gelir daha sonra sünek kırılma gerçekleşir. Kırılgan malzemelerde plastik deformasyon meydana gelmeksizin gevrek kırılma gerçekleşir. SERAMİKLER kırılgan malzemelerdir. % RA / %EL : Büyük Orta Küçük

11 Malzemelerin Özellikleri Kırılma Davranışı (a) Alüminyumda çanak-koni kırılması (b) seramikte gevrek kırılma (b) Metaller sünek kırılma davranışı sergiler. Seramikler gevrek kırılma davranışı gösterir. Polimerler hem gevrek hem sünek kırıma davranışı gösterebilir türüne bağlı olarak.

12 Seramikler Seramik Malzemeler İleri Seramikler Geleneksel Seramikler İleri seramiklerin üretiminde sentetik olarak üretilmiş saf tozlar ya da doğada bulunan ancak doğadan alındıktan sonra uygulanan bazı özel işlemler sonucunda safsızlığı yüksek hale getirilen seramik tozlar kullanılmaktadır. Geleneksel seramiklerin üretiminde doğal hammaddeler kullanılır. Bunlar kullanım öncesinde bazı ön işlemlerden geçirilip safsızlık oranı düşürülebilmektedir, uygulama alanına bağlı olarak.

13 Seramikler Uygulama alanına bağlı olarak seramik malzemelerin sınıflandırılması Seramik Malzemeler İleri Seramikler Geleneksel Seramikler Yapısal Seramikler Biyoseramikler Otomotiv sektöründe kullanılan seramikler Nükleer seramikler Aşınmaya karşı dirençli seramikler (triboloji) Fonksiyonel Seramikler Elektronik altlıklar Dielektrik, piezoelektrik seramikler Magnetik seramikler Optik seramikler İletken seramikler Sağlık gereçleri (lavabo, klozet, vb.) Çimento Aşındırıcılar Refrakterler Karolar (yer, duvar, vb) Yapısal kil ürünler (tuğla, kiremit, vb.)

14 Geleneksel Seramikler

15 Geleneksel Seramikler

16 Geleneksel Seramikler Kil borular diğer malzemelere oranla daha uzun ömürlü olmaktadır.

17 Geleneksel Seramikler İzolasyon tuğlaları Refrakter tuğlalar

18 Geleneksel Seramikler Klasik cam ürünler de geleneksel seramikler grubunda yer almaktadır Classic Wolfard Oil Lamp Heat resistant glassware (microwave safe) Tempered Glass Cutting Board Heat resistant glass lid

19 Geleneksel Seramikler Klasik cam ürünler de geleneksel seramikler grubunda yer almaktadır Temperlenmiş cam masa Glass sink cabinets in the bathroom ducts.php Laminated Windscreen Glass Isıya dayanıklı cam ürünler

20 Klasik cam ürünler de geleneksel seramikler grubunda yer almaktadır Geleneksel Seramikler Glass Bathtub Glass splashbacks Hirom Glass Violin is a product of Hario Glass Co. Ltd., Japan. And also, The world s first hand made glass violin. Superdurable tempered glass Wall-to-wall glass windows

21 İleri Seramikler Seramik filtre Köpük seramik ergiyik metal filtreleri Seramik bıçak Seramik izolasyon malzemeleri

22 İleri Seramikler Ceramic fittings Ceramic Fiber Products Ceramic faucet valves with superior wear resistance and sealing performance. Ceramics are used in various textile machines as guide parts, thread processing nozzles, oiling nozzles, rollers and twister parts. Cutting and wear-resistant parts Alumina Ceramic Pipe Lining

23 İleri Seramikler

24 İleri Seramikler Ball Heads Cup Inserts. For inserting into the acetabular cup Knee Joint Components. Improved quality of life, reduce wear and minimize the risk of allergies. Ceramic seal rings, axial bearings and radial bearings ensure highly reliable operation and long service life wherever fluids are pumped or gas is compressed. High temperature wear resistance industrial zirconia advanced ceramic insulator products

25 İleri Seramikler Sheer Veneers ZrO 2 -metal free restorations Biocompatible ceramic parts for drug-delivery systems. With its extensive material range and continuously growing production expertise in the field of ceramic components for textile processing,

26 İleri Seramikler Bearing Rollers made from Silicon Nitride Ceramic gas nozzles made of silicon nitride In engine design or exhaust systems, in liquid or gas circuits automotive industry demands on seal rings, bearings and sealing technology are especially high. Technical ceramics ensure wear resistance, temperature resistance and stability in these aggressive environments. Ceramic rollers

27 İleri Seramikler Inserts from CeramTec's latest generation of ceramic cutting materials. Designed specifically for high-performance machining of cast iron materials. The proven performance standard for efficient machining with indexable inserts made of ceramic cutting materials. CBN indexable inserts (polycrystalline cubic boron nitride) for efficient machining of cast iron materials and sintered steels for turning, milling, boring and grooving. Whether filtration, galvanization, water heating or soil analysis; fields of application such as the chemicals industry, laboratories, electronics and electrical engineering, environmental technology or foundry technology

28 İleri Seramikler

29 SORULAR